基于煤与瓦斯突出机理,构建了煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出的简化力学模型,通过力学分析,提出了以瓦斯压力为主要指标的突出判式。根据突出预测指标K1与瓦斯压力之间的关系,推导出突出敏感指标K1的临界值。结合山西华晋焦煤有限公司沙曲煤矿的实际情况,确定了沙曲煤矿突出敏感指标K1的临界值为0.5,煤层出现构造破坏时,临界值为0.3。

为确定适合赵家寨煤矿瓦斯地质特点的石门揭煤及近煤层岩巷掘进工作面的突出危险性预测敏感指标及其临界值,在实验室测试1~3 mm粒径煤样不同吸附平衡压力条件下的瓦斯解吸数据基础上,采用数学软件统计分析和现场测试验证相结合的方法对赵家寨钻屑解吸指标敏感性和临界值进行了研究,发现钻屑解吸指标△h2较K1值敏感;钻屑解吸指标与吸附平衡压力呈幂函数关系,确定瓦斯压力0.6 MPa时的钻屑解吸指标△h2=185 Pa作为石门揭煤及近煤层岩巷掘进工作面突出危险性预测指标临界值。

跟踪考察了葛店煤矿双庙扩大区3条煤巷掘进工作面突出危险性预测过程。通过数据分析,确定进行突出危险性预测时,钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻孔瓦斯涌出初速度q0对该区二2煤层煤与瓦斯突出的敏感程度。在此基础上,确定了该区二2煤的突出敏感指标及其临界值,为葛店煤矿掘进工作面突出危险性预测及瓦斯防治提供基础数据。